3镀锌加热炉节能改造方案.doc

镀锌加热炉烟气余热二级利用技术 张志祥 摘要：能耗高、热效率低是现有镀锌加热炉普遍存在的问题，原因主要是该炉型以辐射传热为主,烟气余热利用不充分,排烟温度高。本文介绍一种经过实践证明可节能30%的烟气余热二级利用技术，其关键是将原来各自独立的箱体进行合理连通，让烟气经过二次回收利用后再排出炉体，以提高热效率。此项技术对镀锌行业的节能减排具有重要的参考价值。 关键词：镀锌加热炉；节能；烟气余热利用 中国分类号： 文献标志码： 文章编号： 镀锌是一个高耗能的行业，镀锌生产中最大的耗能设备是镀锌加热炉，所以提高镀锌加热炉的热效率，降低镀锌加热工序能耗，是镀锌行业节能减排、降本节资，提高产品市场竞争力的关键所在。 1、现有镀锌加热炉存在的能源浪费问题: 2009年5月，笔者在对某镀锌生产企业进行节能诊断过程中，发现该企业的一台烧天然气的镀锌加热炉排烟温度高达850℃，热效率只有15%，大量的热能都通过烟囱排走了，存在很大的节能潜力。该炉的结构及现场情况简要介绍如下： 从图A可见，该镀锌加热炉由8个相同的加热箱体组成，每个箱体有各自独立的燃烧室，炉胆从8个箱体中间穿过，将8个箱体串在一起。炉胆内充满氢气，防止带钢在高温下氧化。带钢在炉尾转筒的拉力作用下在炉胆中从1号箱体向8号箱体快速地水平移动，在移动过程中经过每一个箱体都按既定的工艺温度加热。离开8号箱体后，高温带钢被拉入炉尾的镀锌池完成一系列镀锌过程。图中的小圆点表示烧嘴的位置。8个箱体的结构和功能是完全一样的，仅仅只是温度有所不同。 由于箱体的几何尺寸在4-6米之间,高温火焰发出的能量仅以辐射形式透过密封的炉胆传递给带钢进行加热，所以大量的热能未经充分利用就从烟道排走了，造成了巨大的能源浪费。现场发现助燃空气用的是冷风，一方面850℃的高温烟气直接排放；另一方面，助燃空气没有被预热就直接鼓入炉内，这是造成该炉热效率低的关键原因。业内人士认为，目前镀锌行业使用的加热炉结构大都如此，节能潜力巨大。 2、节能技改方案: 针对在现场诊断中发现的问题，笔者给企业提出了如下改造方案：（详见示意图B），将图A和图B进行比较可以清楚地看出，原来的8个箱体、4个烟囱，现在变成了2个烟囱。按工艺要求，中间的箱体温度高，两端的箱体温度低些，所以技改方案的关键是将中间的3号、4号箱体排出的烟气通过地下烟道引入1号和2号箱体；同理，将中间的5号、6号箱体排出的烟气通过地下烟道引入7号和8号箱体，利用中间4个箱体的烟气余热加热两端的4个箱体，不足部分再由两端箱体的备用烧嘴补充热能，这样就实现了烟气余热的第一级利用。 从两端的4个箱体排出的烟气温度仍有300℃以上，为了进一步回收利用烟气余热，在排烟管道上加装热管气-气换热器，用烟气余热加热助燃空气，将烟气余热回收到炉内，这样可使排烟温度最终降到160℃左右，而助燃空气的温度则从环境温度提高到130℃以上，从而实现了烟气余热的二级利用。 加热炉原来有15个烧嘴需要常开，改造后只需要10个烧嘴常开即可，其他烧嘴转为备用烧嘴，作为工艺曲线的调节烧嘴使用。 3、节能、环保经济效益分析 企业认为笔者给出的节能方案经济可行，随即开展改造，结果表明节能、环保效果十分显著，节能达30%以上。 3.1节能量 该加热炉一年天然气耗量为127万m3，年可节气127万m3×30%=38.1万m3。折合标准煤462吨。 3.2节资量 天然气按现行价3.16元/m3计，年可节资38.1×3.16=120.40万元。 3.3投资回收期 总投资（含2台热管换热器，2台引风机，二套温控装置及烟道等） 3.4环境效益 按业内的折算方法，一年节约462吨标准煤可以减排二氧化碳1152吨，减排二氧化硫10.2吨。 4、结论 实践证明，采用镀锌加热炉烟气余热二级利用技术，符合镀锌加热炉这种特殊炉型的实际，能够将加热炉的排烟余热进行多级利用，使其热效率从15%提高到50%左右，节省天然气30%-50%，经济效益相当可观，环保效果十分显著，投资回收期短，没有改造风险，是一项具有推广价值的节能减排技术。 作者简介：张志祥（1955-），男，武汉市人，1982年毕业于武汉科技大学耐火材料专业（大学本科），资深能源专业高级工程师，获国家节能奖励证书。原在武汉市能源研究所一直从事节能减排工作。现任某节能技术服务有限公司总工程师。电子邮箱：zqd1955@ 1